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Biohackers codifican malware en una cadena de ADN

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Cuando los biólogos sintetizan ADN, se toman el cuidado de no crear o difundir un tramo peligroso de código genético que podría ser utilizado para crear una toxina o, peor aún, una enfermedad infecciosa. Pero un grupo de biohackers ha demostrado cómo el ADN puede llevar una amenaza menos esperada, una diseñada para infectar no a los seres humanos sino a los ordenadores.

En una nueva investigación que planean presentar en la conferencia de Seguridad de USENIX, un grupo de investigadores de la Universidad de Washington ha demostrado por primera vez que es posible codificar software malicioso en hebras físicas de ADN, de modo que cuando un secuenciador de genes analice los datos resultantes estos se convierten en un programa que daña el software de secuenciación de genes y toma el control de la computadora subyacente.

Mientras que el ataque está lejos de ser práctico para cualquier espía real o criminal, uno de los investigadores sostiene que podría volverse más probable en el futuro, a medida que la secuenciación del ADN se convierta en algo más común, poderoso y realizado por servicios de terceros en sistemas informáticos sensibles.

“Sabemos que si un adversario tiene control sobre los datos que una computadora está procesando, puede potencialmente hacerse cargo de esa computadora”, dice Tadayoshi Kohno, profesor de ciencias de la computación de la Universidad de Washington que lideró el proyecto comparando la técnica con los ataques de hackers tradicionales que envían código malicioso en páginas web o un archivo adjunto de correo electrónico. “Eso significa que cuando se está estudiando la seguridad de los sistemas de biología computacional, no sólo se piensa en la conectividad de red y la unidad USB y el usuario en el teclado, sino también en la información almacenada en el ADN que están secuenciando. Se trata de considerar una clase diferente de amenaza”.

Si los hackers se hicieran  con esta técnica, los investigadores dicen que podrían potencialmente tener acceso a valiosa propiedad intelectual, o posiblemente contaminar el análisis genético como pruebas de ADN criminal. Las compañías podrían incluso potencialmente colocar código malicioso en el ADN de los productos genéticamente modificados, como una forma de proteger los secretos comerciales, sugieren los investigadores. “Hay una gran cantidad de aplicaciones interesantes -o amenazadoras podría ser una mejor palabra- de este futuro”, dice Peter Ney, investigador del proyecto.

Huelga decir que cualquier hacking basado en ADN está a años de distancia, sin embargo, el uso de ADN para manejar la información de la computadora se está convirtiendo en una realidad, dice Seth Shipman, miembro de un equipo de Harvard que recientemente codificó un video en una muestra de ADN. Ese método de almacenamiento, aunque en su mayoría teórico por ahora, podría algún día permitir que los datos se mantengan durante cientos de años, gracias a la capacidad del ADN para mantener su estructura por mucho más tiempo que la codificación magnética en la memoria flash o en un disco duro.

Entre septiembre de 2012 y enero de 2017, el almacenamiento de ADN dio sus primeros pasos en una nueva era. Primero, la George Church de Harvard codificó un libro entero de 53,000 palabras en ADN. Y, a principios de 2013, un equipo liderado por Ewan Birney del Instituto Europeo de Bioinformática encriptó todos los 154 sonetos de Shakespeare, un video de alta definición del discurso “Tengo un sueño” de Martin Luther King, el trabajo de 1953 de Crick y Watson y mucho más.

“El ADN tiene el potencial de proporcionar almacenamiento de información de gran capacidad”, escriben Yaniv Erlich y Dina Zielinski en un artículo publicado en la revista Science. “Aquí presentamos una estrategia de almacenamiento, denominada DNA Fountain, que es muy robusta y se acerca a la capacidad de información por nucleótido”.

Y si el almacenamiento informático basado en el ADN está llegando, los ataques informáticos basados en el ADN pueden no ser tan difíciles de alcanzar.

 

 

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Safe Genes: DARPA revela proyecto para desarrollar el sistema de edición de genes

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Desde el lanzamiento en 2012 de la herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9, la posibilidad de alterar la composición genética de organismos vivos se ha vuelto mucho más accesible. La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de Estados Unidos (DARPA) creó el programa Safe Genes con el fin de entender cómo funcionan estas tecnologías de edición de genes y abordar posibles problemas de salud y seguridad relacionados con su uso indebido accidental o internacional. DARPA anunció recientemente consesiones para siete equipos que perseguirán esta misión, la cuál podría tener aplicaciones tan extendidas como la protección de tropas contra enfermedades infecciosas, la defensa de la fauna nativa contra especies invasoras y el control de las poblaciones de mosquitos propagadores de enfermedades.

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DARPA planea invertir $ 65 millones en su proyecto Safe Genes durante los próximos cuatro años, a través de siete equipos para recopilar datos y desarrollar herramientas que puedan ser aplicadas para apoyar la bioinovación y combatir las amenazas biológicas. Los equipos son:

  • The Broad Institute of MIT and Harvard
  • Harvard Medical School
  • Massachusetts General Hospital
  • Massachusetts Institute of Technology
  • North Carolina State University
  • University of California, Berkeley
  • University of California, Riverside

Las tecnologías de edición de genes como CRIPSR han estado ganando cada vez más atención por parte de los profesionales de la salud y los responsables políticos por su potencial para hacer cosas como la inhabilitación de células cancerosas en el cuerpo y la prevención de la propagación de la enfermedad mediante el control de las poblaciones de mosquitos.

Pero la tecnología también tiene implicaciones para la seguridad nacional, como proteger a las tropas de enfermedades infecciosas, mitigar las amenazas de las armas biológicas y desarrollar nuevos tipos de materiales y revestimientos con propiedades útiles.

“El campo de la edición de genes ha avanzado a un ritmo asombroso, abriendo la puerta a soluciones genéticas previamente imposibles, pero sin mucho énfasis en cómo mitigar potenciales desventajas”, dijo la doctora Renee Wegrzyn, directora del programa Safe Genes.

‘DARPA lanzó Safe Genes para comenzar a refinar esas capacidades enfatizando la seguridad primero para toda la gama de aplicaciones potenciales, permitiendo que la ciencia responsable continúe proporcionando herramientas para prevenir y mitigar el uso indebido’.

De acuerdo con DARPA, cada uno de los siete equipos con los que trabaja trabajará uno o más de los tres objetivos técnicos.

El primero es desarrollar “instrucciones” biomoleculares que proporcionen un control reversible de editores de genomas en sistemas vivos.

El segundo es diseñar nuevas contramedidas basadas en fármacos que proporcionen opciones de tratamiento para limitar la edición del genoma en los organismos y proteger la integridad del genoma en las poblaciones de organismos.

El tercer objetivo es crear una capacidad para eliminar genes indeseados de ingeniería de los sistemas y restaurarlos a su estado original.

“La edición de genes es realmente un caso en el que no se puede establecer fácilmente una línea entre la ética y el desarrollo de tecnología pura – son inextricables – y esperamos que el modelo que establezcamos con Safe Genes guíe los esfuerzos de investigación futuros en este espacio.

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La tecnología CRISPR/Cas9 utiliza etiquetas que identifican la ubicación de la mutación y una enzima que actúa como unas diminutas tijeras para cortar el ADN en un lugar preciso, permitiendo que se eliminen pequeñas porciones de un gen.

DARPA dice que la investigación Safe Genes no implicará ninguna liberación de organismos en el medio ambiente.

Sin embargo, las investigaciones realizadas en instalaciones confinadas podrían informar futuras aplicaciones potenciales, incluyendo unidades de genes seguras, predecibles y reversibles, una técnica que promueve la herencia de un gen en particular para aumentar su prevalencia en una población.

DARPA dice que los equipos refinarán sus investigaciones a lo largo del programa, construyendo modelos matemáticos de sistemas de edición de genes y probándolos en insectos y animales para probar hipótesis.

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